技术摘要：
本发明公开了一种煤与瓦斯突出的动力诱发实验装置与方法。其中，动力诱发实验装置包括密闭挡板、导管、模拟子弹、速度传感器以及子弹加速装置；密闭挡板通过法兰安装于突出模拟实验箱的突出窗口位置，该密闭挡板对突出模拟实验箱内的模拟煤体和高压气体箱体内形成阻隔  全部
背景技术：
煤与瓦斯突出(以下简称“突出”)机理尚不明确，导致突出灾变过程的演化分析形 式多样化。在煤矿过程中由放炮等动力作用诱发突出的案例很多，尤其在早期的突出事故 中所占比例超过50％，为此开展动力诱突模拟实验研究对突出机理研究有重要支撑作用。 物理模拟实验是突出发育机制的重要手段。目前国内外开展的突出模拟，主要以 密闭箱体结构为基础开展的不同测试，其中，突出模拟的诱突方式以下三种：(1)、机械开 启，(2)、气动压差诱发，(3)小尺度爆破。其中，小尺度爆破属于动力诱突方法的一种，由于 爆破涉及到火工品审核及其他不安全因素，导致模拟实验受限，然而动力诱突作为最能反 映煤矿安全生产事故的模拟手段，一直是学者和现场工程技术人员的首选。同时，受诱突方 式自身特点和测试手段的影响，突出发生的启动能量预测一直是困扰实验室模拟的难题。 综上，现有突出模拟手段亟需改进，满足符合生产实践和科学计量的诱突方法及设备显得 尤为重要。
技术实现要素：
本发明的目的在于之一提出一种煤与瓦斯突出的动力诱发实验装置，以实现煤与 瓦斯突出的动力诱突，利于实现诱突能量的定量化和可控性，从而提高实验成功率。 本发明为了实现上述目的，采用如下技术方案： 一种煤与瓦斯突出的动力诱发实验装置，包括： 密闭挡板、导管、模拟子弹以及子弹加速装置； 其中，密闭挡板通过法兰安装于突出模拟实验箱的突出窗口位置，该密闭挡板对 突出模拟实验箱内的模拟煤体和高压气体箱体内形成阻隔； 导管位于突出模拟实验箱的外侧，该导管的一端伸展至密闭挡板的外侧表面处； 模拟子弹位于导管内，且能够沿导管的轴向运动； 子弹加速装置位于导管的另一端，且被配置为用于对导管内的模拟子弹进行加 速。 优选地，突出窗口的外侧安装有速度传感器； 其中，速度传感器位于导管的侧部且对准导管的内部。 优选地，法兰通过螺钉安装于突出模拟实验箱的箱体侧壁上； 在法兰内侧设有密闭挡板放置凹槽，密闭挡板放置凹槽与法兰均为圆形且同轴线 设置； 密闭挡板放置于密闭挡板放置凹槽内且通过胶水密封； 在密闭挡板放置凹槽处设有夹持环，夹持环由内向外压紧密闭挡板的周向边沿； 夹持环通过螺钉安装于突出模拟实验箱的箱体侧壁。 4 CN 111579749 A 说　明　书 2/6 页 优选地，子弹加速装置采用气动子弹加速装置。 优选地，子弹加速装置包括高压气瓶、一号导气管、气体增压泵、二号导气管以及 气室； 高压气瓶通过一号导气管与气体增压泵的输入端相连； 气体增压泵的输出端通过二号导气管连接到气室的输入口，在二号导气管上设有 阀门； 气室的输出口通过控制阀门连接到导管上。 优选地，控制阀门采用电磁控制阀门或手动控制阀门。 优选地，密闭挡板是由有机玻璃材料制成的。 优选地，模拟子弹的外径与导管的内径大小相等。 此外，本发明还提出了一种煤与瓦斯突出的动力诱发实验方法，该方法基于上面 述及的煤与瓦斯突出的动力诱发实验装置，其采用如下方案： 一种煤与瓦斯突出的动力诱发实验方法，包括如下步骤： I.根据密闭挡板的材质、直径以及厚度参数，测试完成挡板破碎能量Ea； II.将突出模拟实验箱的应力和气压分别加载至能够突出的条件； III.结合模拟子弹质量，开展动力实验气体压力的计算，确定气室输出的最小压 力pmin； 根据测试获得的挡板破碎能量Ea，结合动量定理，确定模拟子弹的最小速度vmin； 其中，m为模拟子弹质量； 借助模拟子弹的最小速度vmin，确定气室输出的最小压力pmin，具体计算过程如下： 根据状态方程：pminV0＝p(V0 Ax)； 其中，V0表示气室容积，A表示导管的截面面积，x表示模拟子弹在导管内的位移 量； 根据牛顿第二定律： 得到： 其中，v表示模拟子弹速度，K表示气体绝热系数； 将公式(1)中求解的最小速度vmin代入公式(2)，得到气室输出的最小压力pmin； 设定气室输出的最大压力阈值为pmax，则实验压力p实验的范围为pmin